信息系統(tǒng)集成與信息資源管理
信息系統(tǒng)集成與信息資源管理 國家自然科學(xué)基金資助項目研究報告，發(fā)表于Proceeding of the 2nd International Conference on OA & Information Management (November 1996 日本東京) 高復(fù)先 摘 要 本文提出了數(shù)據(jù)集成的概念和信息系統(tǒng)集成的原理，在此基礎(chǔ)上介紹了信息資源管理的 基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)和進(jìn)行總體數(shù)據(jù)規(guī)劃方法，以及支持信息系統(tǒng)集成的工具系統(tǒng)。 關(guān)鍵詞 信息系統(tǒng)，數(shù)據(jù)環(huán)境，數(shù)據(jù)模型，信息資源管理 Ｉ－ＣＡＳＥ，Ｉ－ＣＡＩＳ Information Systems Integration and Information Resource Management GAO FUXIAN (Information Engineering Institute, Dalian Maritime University, Dalian 116026) ABSTRACT In this paper, we present the concept of data integration and the principles for information systems integration. On this basis, a set of standards of information resource management and a method for strategic data-planning are outlined. We also describe a tool system to support information systems integration. KEYWORDS Information Systems, Data environment, Data model, Information Resource Management, I-CASE, I-CAIS. 　?。? 引 言 　　在當(dāng)前一些大中型企業(yè)致力于信息系統(tǒng)集成的高潮中，有一系列的理論、方法和工 具擺在經(jīng)理們面前。但是，實(shí)現(xiàn)信息系統(tǒng)集成的思路，常常被局限在計算機(jī)升檔、聯(lián)網(wǎng) 和軟件更新上，在相當(dāng)程度上忽略了數(shù)據(jù)的集成，即重新規(guī)劃設(shè)計共享數(shù)據(jù)庫，改造數(shù) 據(jù)環(huán)境，建立穩(wěn)定的全組織的數(shù)據(jù)模型。 　　我們研究了信息工程方法論在信息系統(tǒng)集成方面的重要作用，發(fā)現(xiàn)信息系統(tǒng)集成與 信息資源管理(IRM)的不可分割的關(guān)系，從而修正了Nolan模型關(guān)于系統(tǒng)集成和數(shù)據(jù)管理 的階段劃分，提出了落實(shí)數(shù)據(jù)集成的IRM的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)和進(jìn)行總體數(shù)據(jù)規(guī)劃的方法，并且研 制了與其配套的支持工具[1-2]。 　?。? 數(shù)據(jù)集成信息系統(tǒng)集成的基礎(chǔ) 　　信息工程作為一個學(xué)科要比軟件工程更為廣泛，它包括了為建立基于當(dāng)代數(shù)據(jù)庫系 統(tǒng)的計算機(jī)化組織所必要的所有相關(guān)的學(xué)科。 　　信息工程的基本原理有： 　?、睌?shù)據(jù)位于信息系統(tǒng)的中心。大多數(shù)現(xiàn)代的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)都是由一些數(shù)據(jù)庫的創(chuàng)建和 更新活動組成的，包括對數(shù)據(jù)安全性的適當(dāng)控制，對數(shù)據(jù)庫的使用、分析、匯總和操作 處理，或者從數(shù)據(jù)庫中打印出單證報表。 　　⒉數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是穩(wěn)定的，處理是多變的。一個企業(yè)所使用的數(shù)據(jù)類型很少變化，所以可 以發(fā)現(xiàn)穩(wěn)定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。使用數(shù)據(jù)的處理過程變化得快而頻繁，只有建立起穩(wěn)定的數(shù)據(jù) 結(jié)構(gòu)，用數(shù)據(jù)庫支持業(yè)務(wù)工作的IS的穩(wěn)定性才能得到保持。一旦必要的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)建 立起來，通過使用高級數(shù)據(jù)庫語言和應(yīng)用生成器，我們就能快速地獲得管理人員所需要 的信息。 　　基于這些原理，對一個組織的數(shù)據(jù)環(huán)境可以劃分為以下四類： 　　第Ⅰ類數(shù)據(jù)環(huán)境：數(shù)據(jù)文件(Files)。為每個或大多數(shù)應(yīng)用設(shè)計分散的數(shù)據(jù)文件，它 們的結(jié)構(gòu)往往是直接采用戶單證報表的結(jié)構(gòu)。 　　第Ⅱ類數(shù)據(jù)環(huán)境：應(yīng)用數(shù)據(jù)庫(Application Data Bases)。設(shè)計人員利用數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(DBMS)建立了一些分散的數(shù)據(jù)文件。 　　第Ⅲ類數(shù)據(jù)環(huán)境：主題數(shù)據(jù)庫(Subject Data Bases)。當(dāng)這樣的一些數(shù)據(jù)庫建立起來時，它們就代表著討論過的數(shù)據(jù)資源，數(shù)據(jù)獨(dú)立 于一些具體的應(yīng)用，數(shù)據(jù)類型不頻繁變化，而使用數(shù)據(jù)的處理功能卻可以經(jīng)常變化。 　　第Ⅳ類數(shù)據(jù)環(huán)境：信息檢索系統(tǒng)(Information Retrieval Systems)。這類數(shù)據(jù)系統(tǒng)是為不依賴人工的信息檢索、決策支持系統(tǒng)和辦公自動化設(shè)計 的，而不是為預(yù)定計算或大量的日常活動設(shè)計的[3]。 　　在許多組織中，所謂的信息系統(tǒng)實(shí)際上是一些互不關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（數(shù)據(jù)文件和應(yīng) 用數(shù)據(jù)庫）和一些程序的堆砌結(jié)果。這類信息系統(tǒng)已變成一張難解的、充滿冗余數(shù)據(jù)存 儲的復(fù)雜的大網(wǎng)。要修改或擴(kuò)充這種系統(tǒng)的任何部分，都是十分困難和昂貴的，因為一 個個應(yīng)用所存儲和變換的冗余或重迭的數(shù)據(jù)緊緊交織在一起。最終，通過建立不同應(yīng)用 間的數(shù)據(jù)接口來實(shí)現(xiàn)信息系統(tǒng)的集成，就變得可望而不可及了。 　　全企業(yè)范圍的信息系統(tǒng)的集成是一種再造工程的過程，其基本特征如下： 　　·組織內(nèi)部的數(shù)據(jù)交換不使用數(shù)據(jù)接口； 　　·為全面利用信息資源，要進(jìn)行共享數(shù)據(jù)庫的重新規(guī)劃設(shè)計； 　　·要有全域的、穩(wěn)定的數(shù)據(jù)模型，而且用它來驅(qū)動全企業(yè)范圍的信息系統(tǒng)的建設(shè)； 　　·最后，要建成高檔次的數(shù)據(jù)環(huán)境主題數(shù)據(jù)庫和信息檢索系統(tǒng)。 　　簡言之，信息系統(tǒng)集成的基礎(chǔ)是數(shù)據(jù)集成。 　　３. 信息資源管理的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn) 　　組織內(nèi)部的信息系統(tǒng)的集成，主要是從一些公用數(shù)據(jù)庫中聯(lián)機(jī)檢索信息；組織之間 的信息交換，大多數(shù)是遠(yuǎn)程的信息交換，主要是通過EDI實(shí)現(xiàn)的。因此，IRM的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn) ，是MIS和EDI應(yīng)用系統(tǒng)所共同需要的。 　　這些標(biāo)準(zhǔn)包括： 　　·數(shù)據(jù)元素(Data element)標(biāo)準(zhǔn)； 　　·信息分類編碼(Information classifying and coding)標(biāo)準(zhǔn)； 　　·用戶視圖(User view)標(biāo)準(zhǔn)； 　　·概念數(shù)據(jù)庫(Conceptual database)標(biāo)準(zhǔn)； 　　·邏輯數(shù)據(jù)庫(Logical database)標(biāo)準(zhǔn)。 　　在關(guān)系數(shù)據(jù)模型中，邏輯數(shù)據(jù)庫是一組基本表(Base table)[4]。 　　建立概念數(shù)據(jù)庫和邏輯數(shù)據(jù)庫標(biāo)準(zhǔn)，有利于統(tǒng)一反映用戶信息需求，特別是對大型 組織的信息資源開發(fā)十分有利，既是集成化信息系統(tǒng)開發(fā)的重大成果，又是整個開發(fā)過 程的驅(qū)動機(jī)制。 　?。? 總體數(shù)據(jù)規(guī)劃 　　總體數(shù)據(jù)規(guī)劃本質(zhì)上是實(shí)施數(shù)據(jù)集成的規(guī)劃，因而是信息系統(tǒng)集成的先導(dǎo)和奠基性 工作。 　　根據(jù)我們的經(jīng)驗，總體數(shù)據(jù)規(guī)劃可分為兩個階段進(jìn)行。 　　第一階段總體調(diào)研： 　　·業(yè)務(wù)分析和建模； 　　·信息需求分析和用戶視圖規(guī)范化； 　　·數(shù)據(jù)元素標(biāo)準(zhǔn)化與一致性控制； 　　·數(shù)據(jù)流分析。 　　第二階段系統(tǒng)建模： 　　·建立功能模型(Function Model)； 　　·建立數(shù)據(jù)模型(Data Model)； 　　·建立系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)模型(System Architecture,C-U陣)； 　　·數(shù)據(jù)分布分析。 　　數(shù)據(jù)模型是概念數(shù)據(jù)庫或邏輯數(shù)據(jù)庫之間的聯(lián)系和結(jié)構(gòu)，根據(jù)系統(tǒng)范圍，分為全域 數(shù)據(jù)模型、應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)模型和子系統(tǒng)數(shù)據(jù)模型。數(shù)據(jù)模型的表述采用一種簡化的E- R圖，如圖1所示。 　?。? ＩＳ集成開發(fā)的支持工具 　　我們強(qiáng)調(diào)支持工具與方法的一致性，認(rèn)為傳統(tǒng)的計算機(jī)輔助軟件工程的概念及其工 具，不能適應(yīng)ＩＳ集成開發(fā)的需要。再說，IS不同于軟件；信息工程不同于軟件工程。 用I-CASE工具來支持信息系統(tǒng)集成，不論是實(shí)踐，還是理論，都不是成功的。 　　有鑒于此，我們提出I- CAIS的概念，即計算機(jī)輔助信息系統(tǒng)的概念；同時，制定了I- CAIS工具系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)基于元庫的分層支持IS集成化開發(fā)的成組工具。該工具系統(tǒng)的 體系結(jié)構(gòu)如圖2。 　　總體數(shù)據(jù)規(guī)劃支持工具為規(guī)劃人員(用戶分析員和系統(tǒng)分析員)提供一個工作平臺， 錄入基本的調(diào)研數(shù)據(jù)，計算機(jī)自動處理分析和人機(jī)交互建模，從而動態(tài)產(chǎn)生總體規(guī)劃元 庫(Planning-Repository，PR)，該機(jī)內(nèi)文檔的子集即為IRM資料。 　　應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計工具是為聯(lián)合應(yīng)用設(shè)計(JAD)小組提供的工作環(huán)境。該系統(tǒng)可以自動抽 取PR資料作為系統(tǒng)設(shè)計的基礎(chǔ)，再細(xì)化為設(shè)計元庫(Design- Repository，DR)，從而保證規(guī)劃與設(shè)計的緊密銜接。 　　系統(tǒng)建造工具可自動檢索DR設(shè)計資料作為系統(tǒng)建造的根據(jù)，產(chǎn)生應(yīng)用元庫(Applica tion- Repository，AR)，即物理數(shù)據(jù)庫與應(yīng)用程序庫，它們的部件的不同組裝，就是不同的應(yīng) 用系統(tǒng)，從而保證設(shè)計與建造的緊密結(jié)合，作到真正意義上的應(yīng)用系統(tǒng)的自動生成。 　　實(shí)際上，這種集成化的IS開發(fā)過程，是與面向?qū)ο蟮拈_發(fā)過程相一致的[5]。 　　６. 小結(jié)：策略考慮 　　信息系統(tǒng)集成是將那些雜亂的獨(dú)立運(yùn)行的計算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)“信息群島”，變?yōu)椤靶畔⒋?陸”的集成化的系統(tǒng)的過程。于是，人們提出了“系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)”（Systems Architecture）和“ＩＴ體系結(jié)構(gòu)”（IT Architecture）的概念，以及系統(tǒng)邏輯集成的方法[6-8]。 　　事實(shí)上，信息系統(tǒng)集成是一種再造工程，數(shù)據(jù)集成比那些概念和方法更為重要?；?于這種觀點(diǎn)，我們建議采用本文所講的理論、方法和工具，來建立全企業(yè)范圍的信息系 統(tǒng)的基礎(chǔ)。 參考文獻(xiàn) [1] 高復(fù)先：信息工程的理論與實(shí)踐，《中國計算機(jī)報》1994年第36期。 [2] 高復(fù)先：信息工程開發(fā)工具的研究，《計算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用》，1995年第１期。 [3] James Martin: Strategic Data-Planning Methodologies, Prentice-Hall, Inc., Englewood Cliffs, NJ, 1982 [4] 高復(fù)先：試論ＩＳ建設(shè)中的總體數(shù)據(jù)規(guī)劃，《交通與計算機(jī)》1990年第1期。 [5] Grady Booch, Object-oriented Analysis and Design with Application , TheBenjamin/Cummings Publishing Company, Inc. 1994 [6] Andrew S. 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